机械合金化Fe0.6Ni0.4体系的结构研究

利用XAFS(X射线吸收精细结构)和XRD(X射线衍射)方法研究了机械合金化Fe0．6Ni0.4系统在制备过程中的晶体结构和Fe原子的局域配位环境。结果表明，球磨5h，样品中Fe、Ni原子开始产生合金化，但仍然为bcc和fcc混合的两种物相；球磨10h后，bcc结构Fe的特征配位峰消失，转化为fcc结构，随着球磨时间的增加，配位无序度逐渐增大；球磨40h后，Fe原子的近邻结构又有新的变化，是由多种物态组成的混合物。     

中子衍射研究Ho2Fe9Ga2Al6和Ho2Fe9Ga6Al2的晶体结构与磁结构

在中子三轴谱仪上用粉末中子衍射测定室温下Ｈｏ２Ｆｅ９Ｇａ２Ａｌ６和Ｈｏ２Ｆｅ９Ｇａ６Ａｌ２的晶体结构和磁结构，衍射数据用Ｉｚｕｍｉ的Ｒｉｅｔｖｅｌｄ分析程序ＲＩＥＴＡＮ进行轮廓精修处理，确定替代原子Ｇａ、Ａｌ的占位及占位数以及磁性原子Ｈｏ、Ｆｅ的原子磁矩的大小和方向，Ｈｏ２Ｆｅ９Ｇａ２Ａｌ６显顺磁性，Ｈｏ２Ｆｅ９Ｇａ６Ａｌ２显亚铁磁性，显单轴各向异性，并给出了居里温度和饱和磁化强度随Ｇａ、Ａｌ含量     

Cu纳米团簇发光性能和结构的研究

利用光致发光谱(Photoluminescence,PL)、X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS)和MALDI-TOF质谱等技术研究了化学还原法合成的Cu金属纳米团簇的发光性能及其结构。PL谱表明随着反应溶液中十二硫醇(C12SH)和2-巯基-5-正丙烷基嘧啶(C7H10N2S,2-mercapto-5-n-propylpyrimidine,MPP)配体比例的增加,Cu纳米团簇主发光峰的波长从618 nm逐渐蓝移到571 nm。质谱的结果说明以MPP作为单一配体时的主要产物为Cu5[MPP]3;而当为MPP与C12SH两种混合配体时,Cu纳米团簇中Cu原子数变小,组成变为Cu4[MPP][C12SH];并且随着C12SH比例增加,Cu4[MPP][C12SH]产物的组成保持不变。XAFS结果则进一步表明随着C12SH比例的增加,Cu纳米团簇的Cu-S键长从0.228 nm缩短到0.224 nm,原子构型从双三角锥结构转变为四面体。综合以上结果,认为Cu纳米团簇的原子数的减少导致团簇的光致发光从618nm蓝移至597 nm;而Cu-S键长的缩短引起Cu(I)-S杂化的HOMO-LUMO带隙增大,从而导致团簇的发光波长进一步从597 nm蓝移至571 nm。     

铈掺杂对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响

报道了铈掺杂对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响。用溶胶一凝胶方法制备了不同铈含量的TiO2纳米颗粒,在不同的温度下煅烧得到纳米样品系列。用X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)以及X射线吸收谱(XAFS)技术研究了铈离子掺杂和煅烧温度对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响。结果发现：铈离子的掺入有效地抑制了二氧化钛纳米颗粒的生长和在高温下的相变。纳米颗粒“自相似”的分形结构与铈含量和煅烧温度有关。用核心-壳层模型描述了钛的近邻原子结构。     

荧光EXAFS研究镶嵌在SiO2中的Ge纳米晶的局域结构

用荧光扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)研究了磁控溅射法制备的镶嵌在SiO2中的Ge纳米晶的局域结构.结果表明,在Ge的摩尔分数为25%和60%的初始样品中,Ge原子主要是以非晶GeO2和Ge物相存在,其中在Ge的摩尔分数为25%的样品中,以GeO2物相为主.经1073 K退火后,样品中生成了Ge纳米晶.在Ge的摩尔分数为25%的样品中,Ge纳米晶只是来源于初始样品中的非晶Ge,而在Ge的摩尔分数为60%的样品中Ge纳米晶除了来源于初始样品中的非晶Ge外还来自于部分GeO2.进一步分析表明在Ge的摩尔分数为60%的样品中,有摩尔分数为20%的GeO2与来自衬底的Si发生还原反应生成Ge纳米晶.     

SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构

用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了一组不同衬底温度的Mn掺杂ZnO薄膜。质子激发X射线荧光(PIXE)测量表明,薄膜中仅有含量为5 at.%的Mn,未见其它磁性杂质元素(如Fe、Co、Ni等)。同步辐射X射线衍射(SR-XRD)表明,这些Mn掺杂ZnO薄膜具有纤锌矿ZnO结构。SR-XRD和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)分析显示,薄膜中未发现Mn团簇或MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4等二次相,Mn原子是通过替代Zn原子而进入了ZnO晶格。     

原位XAFS表征双金属纳米催化剂PtCo/C在工作状态下的结构变化

用两步还原法制备的Pt Co/C(10 wt%Pt)纳米催化剂具有与商业催化剂Pt/C(20 wt%Pt)接近的催化反应活性,使贵金属Pt的用量减少了50%。利用上海光源BL14W1线站的质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)原位X射线吸收精细结构谱(X-ray absorption fine structure,XAFS)实验装置,在以该Pt Co/C作为燃料电池的阴极催化剂,以Pd/C作为阳极催化剂的条件下,原位表征Pt Co/C在工作状态下的结构变化,Pt Co/C的非原位XAFS数据没有观察到Pt-Co合金成分,发现存在显著的Co-O键和Co-O-Co键贡献,且与Pt/C相比,Pt的氧化程度更高且具有更短的Pt-Pt金属键长,说明Pt Co/C中的Co主要以氧化物种形式存在,且Co的存在影响着活性成分Pt的结构。原位XAFS数据表明随着电压的逐渐降低,Pt Co/C中Pt和Co的氧化程度降低,揭示了在催化反应过程中Pt的d电子向过渡金属Co的转移过程。     

纳米晶复合永磁材料Nd2Fe14B／α—Fe微观结构的中子衍射研究

由硬磁相和软磁相组成的纳米晶复合永磁材料的发现吸引了全世界磁学界和永磁材料工作者的广泛关注与兴趣。该材料剩磁高,具有足够高的矫顽力和磁能积,可成为低成本的有工业意义的新型永磁材料。 利用中子衍射研究纳米晶复合永磁材料Nd2Fe14B/α-Fe的微观结构,获得相含量、晶体结构、磁结构、纳米颗粒的平均颗粒度等信息,探讨制备工艺对样品微观结构及宏观磁性能的影响。     

同步辐射EXAFS研究FeCl3溶液中Fe离子的区域结构

EXAFS研究FeCl3溶液中Fe^3 的区域环境结构随溶液浓度的变化，Fe^3 的径向结构函数表明，随着FeCl3溶液的浓度降低，第一配位峰的距离逐渐缩短。当溶液浓度从3.0mol/L降到0.2mol/L时，配位距离减小0.014nm，但振幅峰强度以0.8mol/L浓度为最小，其强度比浓的或稀的FeCl3浓度的低约30％。结构参数拟合结果表明，0.2mol/L FeCl3稀溶液中Fe^3 的近邻配位为6个H2O的O原子形成八面体配位；3.0mol/L FeCl3溶液中Fe^3 的近邻配位为2个Cl^-和4个H2O中的O原子。0.8mol/L FeCl3溶液中Fe^3 的近邻配位有1个Cl^-和5个O原子。其结构无序相对较大，是Cl^-与O组成的扭曲八面体配位。     

新型稀土永磁材料Nd_2Fe_(17-x-y)Nb_xAl_y的中子衍射分析及磁性能研究

通过X射线衍射、中子衍射及磁测量等研究了Nb、Al双取代对Nd2Fe17-x-yNbxAly化合物结构和磁性能的协同影响。X射线衍射结果表明,Nd2Fe17-x-yNbxAly的晶胞体积几乎随Al含量的增加而线性增加,当Al含量相同时,Nb的加入引起晶胞体积的增大。中子衍射分析结果表明,Nb优先占据6c晶位,Al优先占据18h晶位。磁测量结果表明,0.0≤y≤3.0时,单取代的Nd2Fe17-yAly化合物的居里温度随Al含量的增加先升高后降低,但双取代的Nd2Fe16.5-yNb0.5Aly化合物的居里温度却随Al含量的增加而线性升高,这表明Nb、Al双取代对磁性能的改善会产生协同效应。     

La1-xCaxMn0.96Fe0.04O3（x=0.31、0.5、0.6）的中子衍射研究

利用Rietveld分析方法对钙钛矿锰氧化物La_1-xCa_xMn_0.96Fe_0.04O₃（x=0.31、0.5、0.6）室温下中子衍射实验数据进行拟合。结果表明，La_1-xCa_xMn_0.96Fe_0.04O₃化合物具有MnO₆八面体，空间群为Pnma，La（Ca）原子占据4c晶位，Mn（Fe）原子占据4b晶位，O原子分别占据4c和8d晶位。根据拟合结果，计算出Mn-O键的键长和Mn-O-Mn的键角，并对该系列样品结构和磁性能间的关系进行了简单讨论。     

红绿彩瓷之釉上彩的XAFS研究

红绿彩瓷是一种低温釉上彩瓷,从结构层次探讨其釉上红彩、绿彩、黄彩的呈色机理一直是古陶瓷研究的空白。采用X射线吸收精细结构(X-rayabsorption fine structure,XAFS)方法,测试分析红绿彩瓷中的红彩、绿彩和黄彩。结果表明,红彩中致色元素Fe主要为+3价,其局域结构与Fe2O3相近,最近邻配位为扭曲的八面体结构。透射电子显微分析证实其物相为氧化铁晶体。黄彩中致色元素Fe主要存在+2价和+3价,绿彩中致色元素Cu主要为+2价,两者均处于无序度较高的局域环境中,最近邻配位为O原子。     

Nd0.5Sr0.4Pb0.1Mn0.96Fe0.04O3微观结构的中子衍射

采用固相反应法制备了混价钙钛矿型锰氧化物多晶样品Nd0.5Sr0.4Pb0.1Mn0.96Fe0.04O3,在室温下进行了中子粉末衍射测量并用Rietveld峰形精修程序Fullprof2k对实验数据进行了拟合。结果表明:Nd0.5Sr0.4Pb0.1Mn0.96Fe0.04O3样品具有正交的GdFeO3型结构,空间群为Pnma,Nd(Sr、Pb)原子占据4c晶位,Mn(Fe)原子占据4b晶位,O原子分别占据4c和8d两个不等价的晶位,并得到了MnO6八面体中Mn—O—Mn键角和Mn—O键的键长。     

TbMn6Sn6合金自旋重取向的57Fe与119Sn穆斯堡尔谱研究

采用电弧熔炼法制备了三元稀土过渡族金属合金TbMn6Sn6.粉末X射线衍射(XRD)测量表明该合金为HfFe6Ge6型晶体结构.对该合金在20390 K温度范围内测量了119Sn与57 Fe穆斯堡尔谱,观察到了该合金在温度约为310 K时的自旋重取向行为.     

Neutron diffraction study of Er2Fe15A12 and Er2Fe12A15

The crystallographic and magnetic structures of Er2Fe15Al2 and Er2Fe12Al5 have been refined in Gaussian peak-shape by Rietveld analysis of Neutron diffraction data. The refined results indicated that Er2Fe15Al2 compound has Th2Ni17-typc hexagonal structure (space group: P63/mmc) and Er2Fe12Al5 has Th2Zn17-type rhombohedral structure (space group:R 3m). The Al atoms prefer 12j and 12k sites with ccupancies 0.21 and 0.13, respectively, in Er2Fe15Al2 and prefer 18f, 18h and 6c sites with occupancies 0.35, 0.36 and 0.37, respectively, in Er2Fe12Al5. The magnetic moments of all Fe atoms display ferromagnetically arrangement and the moments of Er atoms couple ferrimagnetically to the moments of the Fe atoms. The moments lie in the plane perpendicular to the six-fold axis and exhibit planar magnetic anisotropy in both samples. The values of Tc were given and the neutron refined results coincide with that of the magnetic measurements. The relation between magnetic properties and structures was discussed.     

基于中子衍射的六方相Er1-xYxMnO3结构和磁学性能研究

为研究六方钙钛矿氧化物中磁结构和稀土离子对磁性能的影响,以六方相ErMnO3为母体,通过非磁性Y3+离子对磁性稀土Er3+离子的替代,利用X射线衍射、中子粉末衍射和磁性测量等表征手段,对六方化合物Er1-xYxMnO3的晶体结构和磁性进行系统研究。研究结果表明,Y3+离子的掺杂并未引起晶体结构和磁结构的明显改变,同时发现六方晶体结构随温度的增加呈各向异性热膨胀,在ab面内膨胀而沿着c轴收缩。中子衍射实验结果表明,Er04Y06MnO3样品的有序温度约为79 K,低温下系统的基态为反铁磁性,结构为Γ2（P63c′m′）或Γ4（P63′c′m）组态,与Er08Y02MnO3相同。磁化测试结果表明,非磁性Y3+离子掺杂量的增加削弱了磁化强度,2 K时磁性稀土离子Er3+的自旋有序在外磁场下表现出铁磁信号。该研究阐明了Er1-xYxMnO3的磁性本质和稀土磁性调控特性,为其潜在应用提供了有力指导。     

18-冠-6/LA/Fe3O4复合磁性纳米粒子的制备及其吸附性能研究

Fe₃O₄磁性纳米粒子（MNPs）比表面积大、吸附能力强,且在外磁场作用下易于液固分离,冠醚具有对铀酰离子选择性配位的能力。本研究制备了兼具两者特点和优势的18-冠-6/LA/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子。其结构经红外（IR）、扫描电镜-X射线能谱（SEX/EDX）、振动样品磁强计（VSM）、热综合分析仪（TGA）进行表征,表明18-冠-6/LA/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子的粒径为12～23 nm,饱和磁化强度为56.34 emu/g。用制得的复合磁性纳米粒子对溶液中铀酰离子进行初步吸附实验,在选定的条件下,平衡吸附率达95%,操作方法快速简便,吸附后的磁粒子可方便地进行富集和回收。     

Sm(Co0.82，Fe0.1，Cu0.06，Zr0.02)7.2永磁材料中子辐照后退磁效应的计算分析

运用于反应堆的永久磁铁处于中子辐照的恶劣环境,而辐照将会影响永久磁铁的性能。为评估中子辐照对永磁铁性能的影响程度,利用欧洲活化计算系统EASY-2007对耐2a中子辐照的Sm(Co_0.82,Fe_0.1,Cu_0.06,Zr_0.02)_7.2永磁铁进行辐照计算,通过分析元素成分的变化来推测磁性能的衰减情况。结果表明,辐照后的永磁铁中Fe元素含量变化不大,而Sm元素含量大幅降低,这使得矫顽力降低严重。